Les cartes de connaissances en pédagogie universitaire · 1. Qu’est-e u’une ate de connaissances? 2. Y a-t-il différents types de cartes? 3. Quels outils employer pour les créer?

Les cartes de connaissances en pédagogie universitaire

Josianne Basque

Professeure en technologie éducative, TÉLUQ

Chercheuse, Centre de recherche LICEF

www.teluq.ca/jbasque

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27 mars 2013

http://www.teluq.ca/jbasque

1. Qu’est-ce qu’une carte de connaissances?

2. Y a-t-il différents types de cartes?

3. Quels outils employer pour les créer?

4. Quels sont les usages qu’on peut en faire en enseignement?

5. Est-ce que ça favorise vraiment l’apprentissage?

6. Et pourquoi ça le favoriserait?

7. Comment évaluer les cartes produites par mes étudiants?

8. …

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Questions qu’un professeur peut se poser…









8. …

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Représentation externe de connaissances

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Représentation interne des connaissances

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Schémas mentaux (Bartlett, 1932)

(Anderson, 1977) (Rumelhart, 1980)

Modèles mentaux (Johnson-Laird, 1983)

Schèmes (Piaget)

Savoirs structurels (Jonassen, Beissner et Yacci, 1993)

Scripts (Schank et

Abelson, 1977)

« Frames » (Minsky, 1975)

Une carte de connaissances, c’est…

• une représentation externe structurée d’un ensemble de connaissances (internes) sous forme à la fois :

• textuelle :

• Connaissances identifiées au moyen d’un ou de quelques mots écrits

• graphique:

• Connaissances réparties dans un espace non linéaire

• Usage de symboles graphiques pour représenter les liens Réseau de connaissances

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Composantes de base d’une carte de connaissances

Arbre

Feuilles Chêne

a est

Noeud

Lien

Proposition

Le chêne est un arbre.

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Exemple de carte de connaissances (carte conceptuelle) Logiciel Cmap Tools: http://cmap.ihmc.us/

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Source de la carte: http://cmap.ihmc.us/

http://cmap.ihmc.us/










8. …

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Techniques et outils de création de CC 301 outils répertoriés sur www.mind-mapping.org en date du 22 mars 2013!

Cartes spécialisées

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-

+

Ontologies graphiques (Paquette, 2007)

Logiciel MOT, MOT+

G-MOT (LICEF)

Logiciel CMapTools

(IHMC)

Papier- Crayon

Logiciels de

dessin

Logiciel MOT+ G-MOT (LICEF)

Formalisation

Logiciel iMindMap

(ThinkBuzan)

Style libre Concept Map

(Novak et Gowin, 1984)

Knowledge Network

(Holley et Dansereau, 1984)

Modèle par objet typé (Paquette, 2002)

Mind Map (Buzan, 1991)

Mindjet FreeMind Mindomo NovaMind …

Inspiration

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Quelle technique et quel outil choisir?

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Notion de « guidage représentationnel » (Suthers, 2003)

• Les techniques et les outils de représentation des connaissances comportent des biais représentationnels qui, à la fois :

• Contraignent l’expression de la représentation:

• Forcent à se conformer à leur « langage » et règles de représentation

• Mettent en évidence:

• certaines structures de connaissances

• les actions à faire pour les élaborer

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Mind Map

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Source de la carte: Galerie dans la version d’essai IMindMap 6

Guidage minimal Une seule structure : hiérarchie en étoile Liens: pas nommés (association simple) Utile pour : Remue-méninges Stimuler la créativité Faire un plan

Carte conceptuelle

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Guidage moyen Un seul type de connaissances (Concepts) Liens exprimés par des verbes Étiquettes libres sur les liens Structure hiérarchique Utile pour : Évaluer les connaissances (conceptuelles) d’un étudiant sur un sujet donné



Modèle de connaissances par objet typé

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Source de la carte: Josianne Basque

Guidage fort Distinction entre 4 types de connaissances Choix restreint de 6 liens Guidage explicite de l’activité de liaison Structures variables: à déterminer par le constructeur de la carte Utile pour: Favoriser le développement de structures de connaissances sémantiquement valides chez l’étudiant

Les typologies de la technique MOT (Paquette, 2002)

Composition

Spécialisation

Intrant/Produit

Précédence

Régulation

Instanciation

Non Typés

CONNAISSANCES LIENS

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abstraites factuelles

Structure de composition

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Structure de classe

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Structure temporelle

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Structure d’action

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Modèle générique d’une structure d’action (Basque, 2012)

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Source: Basque (2012), p. 6

Guidage de l’activité de liaison des connaissances dans G-MOT

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Modèle de connaissances par objet typé

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Guidage fort Distinction entre 4 types de connaissances Choix restreint de 6 liens Guidage explicite de l’activité de liaison Structures variables: à déterminer par le constructeur de la carte Utile pour: Favoriser le développement de structures de connaissances sémantiquement valides chez l’étudiant








8. …

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• Méta-analyses de recherches menées auprès d’étudiants de tout âge, dans plusieurs disciplines et contextes: • Horton, P. B., McConney, A. A., Gallo, M., Woods, A. L., Senn, G. J., et Hamelin, D. (1993). An

investigation of the effectiveness of concept mapping as an instructional tool. Science Education, 77(1), 95-111.

• Nesbit, J. C. et Adesope, O. O. (2006). Learning with concept and knowledge maps: A meta-analysis. Review of Educational Research, 76(3), 413-448. (55 études dont 25 impliquant la construction de CC par des apprenants)

• Conclusion générale: • Activité plus favorable à l’apprentissage que plusieurs autres types

d’activités telles que: • Exposés

• Lecture de textes didactiques

• Discussions en classe

• Production de résumés

• Production de plans textuels

• Etc.

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2

Un domaine de recherche très actif

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Mais il y a des recherches dont les résultats montrent des effets non significatifs ou allant dans le sens inverse…. Plusieurs facteurs à prendre en compte: - Activité proposée - Technique de construction des CC - Outil utilisé - Modalité individuelle ou collective - Guidage fourni par le professeur et l’outil - Mesure de l’apprentissage - …



3. Quels logiciels puis-je employer?





8. …

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Activité d’externalisation de la pensée

• Extension de la mémoire de travail

• Diminution de la « charge cognitive »

• Miroir de la pensée

• Un « objet pour penser »

• Peut susciter des « conflits cognitifs » (Piaget)

• Favorise le changement conceptuel

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• Apprentissage signifiant (Ausubel, 1968)

• Meilleure différenciation et meilleure intégration des connaissances

• Stratégie d’étude

Activité d’organisation de la pensée

Traitement cognitif « profond » (Craik et Lockart, 1975)

• Exige des efforts cognitifs importants

• S’oppose à « l’ apprentissage par cœur » (Ausubel, 1968)

• Favorise un engagement réel dans la tâche

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Activité cognitivement engageante


• Recherche d’une compréhension mutuelle

• Négociation des significations attribuées aux entités représentées:

• Discours plus cohérent, plus structuré, plus élaboré (Tergan, 2003; Ryve,

2004; Steketee,2006)

• Discours similaire à celui employé dans des communautés scientifiques:

• construction collaborative de significations

• formation d’alliances temporaires

• confrontations d’idées (Roth et Roychoudury, 1994; Osmundson et al., 1999)

• Conflits sociocognitifs (Doise et Mugny, 1984)

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Élaborer une carte en groupe:

Activité de négociation


• Activité de construction de sens « médiée » par des outils symboliques et physiques (Vygotsky, 1978)

• Logiciels de construction de cartes de connaissances sont des « outils cognitifs » (mindtools) (Jonassen, 2005; Lajoie et Derry, 1993)

• « Partenaire intellectuel » (Salomon et Perkins, 1991)

• « Individu-Plus » (Perkins, 1995)

• « Guidage représentationnel » (Suthers, 2003)

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Activité cognitive guidée









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Méthode d’évaluation de cartes conceptuelles de Novak et Gowin (1984)

• 1 point pour chaque proposition valide

• 5 points pour chaque niveau de hiérarchie valide

• 10 points pour chaque « lien croisé »

• 1 point pour chaque exemple

Source: Kinchin (2001), p. 1259

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Évaluation de la structure de la carte (Kinchin, Streatfield et Hay, 2008, p. 55)

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Exemples de 3 structures de cartes (Kinchin, 2001, p. 1261)

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Évaluation de la qualité des propositions (Ruiz-Primo et al, 2001, p. 268)

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Conclusion

• Importance du design pédagogique de l’activité impliquant les cartes de connaissances

• Intégrer l’activité dans un scénario pédagogique de manière à la rendre signifiante

• Amener les étudiants à prendre conscience des différentes structures de connaissances

• Parfois, un autre type de représentation externe convient mieux au but d’apprentissage visé!

• Ex : un tableau lorsqu’il s’agit de comparer des concepts sur plusieurs variables

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Questions? Commentaires?

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Cette œuvre est mise à disposition selon les termes de la Licence Creative Commons Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Pas de Modification 3.0 non transposé.

[email protected] www.teluq.ca/jbasque

Pour télécharger gratuitement G-MOT: http://poseidon.licef.ca/gmot

http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/deed.fr













http://poseidon.licef.ca/gmot

Exemple d’une carte au style libre Papier-crayon

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Source de la carte: Novak et Gowin, 1984, p. 21

http://www.amazon.ca/gp/reader/0521319269/ref=sib_dp_pt

Exemple de « Mind Map » (carte heuristique) Logiciel MindJet: www.mindjet.com

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Source de la carte: Galerie de la version d’essai de MindJet

http://www.mindjet.com/

Exemple de « Mind Map » (carte heuristique) Logiciel iMindMap: http://www.thinkbuzan.com

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Source de la carte: Galerie de la version d’essai IMindMap6 (carte créée par Krystian Morgan)

http://www.thinkbuzan.com/

Exemple de carte conceptuelle Logiciel Cmap Tools: http://cmap.ihmc.us/

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Un exemple de « Knowledge Network »

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Source de la carte: Holley et Dansereau (1984), p. 86

Exemple d’un modèle de connaissances par objet typé Logiciel G-MOT: www.licef.ca

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Carte causale Logiciel Seeing Reason http://educate.intel.com/en/thinkingtools/seeingreason/

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Source de la carte : http://educate.intel.com/en/ThinkingTools/SeeingReason/TryTheTool/Tutorial/SR_Tutorial6.htm

Couleur du lien

- bleue : influence positive

- rouge : infuence négative

Taille du lien

- épais : forte relation

- mince : faible relation

http://educate.intel.com/en/thinkingtools/seeingreason/



http://educate.intel.com/en/ThinkingTools/SeeingReason/TryTheTool/Tutorial/SR_Tutorial6.htm

http://educate.intel.com/en/ThinkingTools/SeeingReason/TryTheTool/Tutorial/SR_Tutorial6.htm

Carte causale Logiciel Belvedere: http://belvedere.sourceforge.net/

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Source de la carte: http://belvedere.sourceforge.net/evidence.gif

http://belvedere.sourceforge.net/

http://belvedere.sourceforge.net/

http://belvedere.sourceforge.net/evidence.gif

http://belvedere.sourceforge.net/evidence.gif

Carte argumentative Logiciel Rationale: http://rationale.austhink.com/

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Source de la carte: Davis (2011), p. 287

http://rationale.austhink.com/

http://rationale.austhink.com/

Modèle MOT des connaissances visées dans le cours EDU 1030 Design pédagogique en formation des adultes

Design pédagogique

Faire le design d'activités de

formation destinées à des

apprenants adultes

I/P

Analyser

ConcevoirRéaliser

C

C C

Apprenant adulte

I/P

Outils de design

pédagogique I/P

C

Valider/Mettre à

l'essai

Implanter/Diffuser

C

P

P P

P

Devis de

conception

I/P

Matériel

d'enseignement et

d'apprentissage

I/PDossier

d'analyse

I/P

Rapport de

validation/Mise à

l'essai

I/P Formation prête à

être implantée ou

diffusée

I/P

Théories de

l'apprentissage

I/P

Variable selon le contexte de

formation (entreprise, miliieu

scolaire, milieu

socio-communautaire)

R

Formation, Information,

Animation

I/P

Concepteur

pédagogique

R

Pas abordé dans

le cours


Concevoir

Déterminer et

structurer les contenus

de formation

(QUOI?)

Spécifier les objectifs de

formation

(POURQUOI?)

Déterminer la stratégie de

formation

(COMMENT?)

Déterminer les médias de

formation et les moyens

d'évaluation des

apprentissages

(PAR QUELS MOYENS?)

Définir un plan de diffusion

(COMMENT

L'IMPLANTER?)C

C

C

C

C

Déterminer la stratégie

d'évaluation des

apprentissages

(DANS QUELLE MES URE?)

C

Devis de conceptionI/P

Stratégies de

formation

I/P

Styles

d'apprentissage

I/P

Objectifs

d'apprentisssage

I/P

Compétences S

Taxonomie

d'objectifs

d'apprentissageI/P

Méthodes d'analyse

de tâches et

d'analyse

conceptuelle

I/P

Styles

d'enseignement

I/P

Médias de

formation

Moyens

d'évaluation des

apprentissages

Évaluation

formative

et sommative

I/P

Stratégies

d'évaluation des

apprentissages

I/P

I/P

I/P

Modèle de

sélection des

médias

I/P

Stratégie

d'enseignement

Stratégie

d'apprentissage

S S

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Modèle MOT des connaissances et compétences visées dans le DESS en technologie éducative (TÉLUQ)


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Source de la carte: Galerie de la version d’essai IMindMap 6

1. Se préparer au colloque

(12 h)

3.Participer aux conférences

(55 h)

4.Clôturer le colloque

(6 h)

Travail noté 4 (5%)Participation

continue aux forums de discussion

P

P

2. Participer à une séance

de posters(62 h)

P

P

I/P

I/P I/P

I/P

Travail noté 1 (20%)

Description d'une TIC et d'une

habileté cognitive

I/P

Travail noté 2 (30%)Poster sur l'apport

d'une TIC au développement d'une

habileté cognitive

I/P

I/P

Travail noté 3 (45%)Conférence: Réflexion critique sur l'apport des TIC au développement

cognitif

2.2Préparer son poster

(30 h)

2.1Préparer la salle des posters (27 h)

2.3Participer à la séance

de posters (5 h)

P

P

C

C

C


Modèle MOT du scénario pédagogique du cours TED 6200 Technologies de l’information et développement cognitif

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Consignes du travail noté 2

2.3.1.Se documenter sur le sujet

du poster(9 h 30)

2.3.2. Rédiger un poster sur l'apport

des TIC au développement d'habiletés cognitives

(20h)

Guide: Lire un texte

présentant les résultats d'une

recherche expérimentale

I/P

I/P

2.3.3. Afficher son poster

(30 min.)

Salle des

postersI/P

Poster déposé dans la salle des

posters

I/P

I/P

Documents sélectionnés

I/P

I/P

Exemple d'un poster (ou d'une séance de poster)

I/P

Guide de fonctionnement des

Salles

I/P

Travail noté 2 - Poster

I/P

I/P

Éditeur de texte

I/P

I/P

Notes personnelles

I/P

I/P

Webographie

Bibliographie

Sources documentaires

externes

Moteurs de recherche

I/P

I/P

I/P

I/P

Facultatif: éditeur HTML

I/P

2.2Préparer son poster

(30 h)

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Modèle MOT du scénario pédagogique du cours TED 6200 Technologies de l’information et développement cognitif

Productions déposées par les étudiants dans une carte de connaissances intégrée dans un cours en ligne

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Projet AXIALES Un modèle de formation pour des programmes à vocation professionnelle (Basque et al., 2009)

Phase 1 (FàF) Expérimentation concrète

AGIR/SENTIR

Mentorat/Pratique

Phase 2 (Distance)

Observation réflexive RAPPORTER/RÉFLÉCHIR

Communauté de

praticiens-apprenants en ligne

Phase 3 (FàF) Conceptualisation abstraite CONCEPTUALISER/STRUCTURER

Séminaires /Co-modélisation

de connaissances

Phase 4 (FàF)

Expérimentation active INTÉGRER/AGIR

Mentorat/Pratique

Cycles répétées pendant le programme Josi

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Références citées (1 de 2)

Anderson, R.C. (1977). The notion of schemata and the educational enterprise: General discussion of the conference. Dans R.C. Anderson, R.J. Spiro et W.E. Montague (Eds), Schooling and the Acquisition of Knowledge (pp. 415-431). Hillsdale, NJ: Erlbaum.

Ausubel, D. (1968). Educational psychology: A cognitive biew. New York: Rhinehart & Winston. Bartlett, F. C. (1932). Remembering. Cambridge: Cambridge University Press. Basque, J. (2012). Apprendre en construisant des cartes de connaissances à l'aide d'un outil logiciel: oui, mais selon

quelle technique? Actes du XIIIe colloque pédagogique annuel de l'Alliance française de Sao Paulo: Apprendre et enseigner au XXIe siècle - Changement de paradigme dans la relation enseignant-apprenant-savoir, 6 -8 fév.2012.

Basque, J. et coll. (2009). Un modèle de formation intégrant le mentorat, la pratique en milieu du mentorat en milieu de travail, la communauté de praticiens-apprenants en ligne et la modélisation des connaissances pour des programmes d’études universitaires à vocation professionnelle : Application à la formation en administration scolaire. Rapport de recherche intégral présenté au FQRSC. Montréal, Canada : Centre de recherche LICEF, Télé-université.

Buzan, T. (1991). The mind map book. New York: Penguin Craik, F.I.M., & Lockhart, R.S. (1972). Levels of processing: A framework for memory research. Journal of Verbal Learning

and Verbal Behavior, 11, 671-684. Davis, M. (2011). Concept mapping, mind mapping and argument mapping: what are the differences and do they

matter? Higher Education, 62, 279-301. Holley, C. D. et Dansereau, D. F. (dir.) (1984). Spatial learning strategies. Techniques, applications, and related issues. New

York, London: Academic Press. Horton, P. B., McConney, A. A., Gallo, M., Woods, A. L., Senn, G. J., et Hamelin, D. (1993). An investigation of the

effectiveness of concept mapping as an instructional tool. Science Education, 77(1), 95-111. Johnson-Laird, P. N. (1983). Mental models: Towards a cognitive science of language, inference, and consciousness.

Cambridge: Cambridge University Press. Jonassen, D. H., Beissner, K., & Yacci, M. (1993). Structural knowledge : Techniques for representing, conveying, and

acquiring structural knowledge. Hillsdale, NJ: Erlbaum. Kinchin, I. A., Streatfield, D. et Hay, D. B. (2010). Using concept mapping to enhance the research interview. International

Journal of Qualitative Methods, 9(1), 52-68. Lajoie, S.P. et Derry, S. J. (1993). Computers as cognitive tools. Minsky, M. (1975). A Framework for Representing Knowledge. Dans P. H. Winston (dir.), The Psychology of Computer

Vision. New York: McGraw-Hill. Nesbit, J. C. et Adesope, O. O. (2006). Learning with concept and knowledge maps: A meta-analysis. Review of

Educational Research, 76(3), 413-448. Novak, J. D. et Gowin, D. B. (1984). Learning how to learn. Cambridge: Cambridge University Press.

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http://www.aliancafrancesa.com.br/colloque2012/actus/Acte_Josianne_BASQUE.pdf

http://www.aliancafrancesa.com.br/colloque2012/actus/Acte_Josianne_BASQUE.pdf

http://benhur.teluq.uquebec.ca/SPIP/jbasque/squelettes/assets/pdf/BasqueJ-Un_modèle_de_formation_intégrant.pdf







Références citées (2 de 2)

Osmundson, E., Chung, G.K., Herl, H.E. et Klein, D.C. (1999). Knowledge mapping in the classroom : A tool for examining the development of students' conceptual understandings . Los Angeles: CRESST/U.of California.

Paquette, G. (2002). Modélisation des connaissances et des compétences. Sainte-Foy (Québec): PUQ.

Paquette, G. (2007). Graphical ontology modeling language for learning environments. Technology Instruction Cognition and Learning, 5, 133-168.

Perkins, D. N. (1995). L'individu-plus: Une vision distribuée de la pensée et de l'apprentissage. Revue Française de Pédagogie(111), 57-71.

Roth, W.-M., & Roychoudhury, A. (1994). Science discourse through collaborative concept mapping: new perspectives for the teacher. International Journal of Science Education, 16(4), 437-455.

Ruiz-Primo, M.A., Scchultz, S.E., Li, M. et Shavelson, R.J. (2001). Comparison of the reliability and validity scores from two concept-mapping techniques. Journal of Research in Science Teaching, 38(2), 260-278.

Rumelhart, D.E. (1980) Schemata: the building blocks of cognition. Dans R.J. Spiro et al. (Eds), Theoretical Issues in Reading Comprehension(pp. 33-58). Hillsdale NJ: Erlbaum.

Ryve, A. (2004). Can Collaborative Concept Mapping Create Mathematically Productive Discourses? Educational Studies in Mathematics, 56(2-3), 157-177.

Salomon, G., Perkins, D.N. et Globerson, T. (1991). Partners in cognition: Extending human intelligence with intelligent technologies. Educational Researcher, 20(3), 2-9.

Schank, R. C. et Abelson, R. (1977). Scripts, plans, goals, and understanding. Hillsdale, NJ: Erlbaum.

Steketee, C. (2006). Modelling ICT integration in teacher education courses using distributed cognition as a framework. Australasian Journal of Educational Technology, 22(1), 126-144.

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http://www.profetic.org/dossiers/rubrique.php3?id_rubrique=108

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http://cmc.ihmc.us/

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